Станки с ЧПУ

и их инструментальная оснастка

Диагностика процесса резания и износа инструмента (1 из 11).

Систему диагностирования следует рассматривать как совокупность режущего инструмента и средств его диагностирования. Характер возможных изменений в состоянии инструмента предопределяет алгоритм диагностирования и структуру системы.

На автоматизированных станках применяют различные виды и типы инструмента. Наибольшее распространение получили резцы, сверла и торцовые фрезы с механическим креплением СРП, сверла, метчики и концевые фрезы, изготовленные из твердых сплавов. Для них известны общие закономерности развития очагов износа, изменения структуры и свойств в режущей части инструмента в зависимости от его служебного назначения и режимов резания. В справочниках нормативов режимов резания даются допускаемые величины износа.

Однако при эксплуатации конкретных инструментов наряду с общими закономерностями изнашивания возникают, в зависимости от условий резания, свои особенности в изменении состояния инструмента, часто и приводящие к его отказу. Справочные значения допускаемых износов и критериев отказа существенно отличаться от тех, при которых следует заменять инструмент по экономическим соображениям.

В связи с этим для обеспечения надежного диагностирования необходимо, прежде всего, изучить изменения в состоянии инструмента в конкретных условиях его эксплуатации, выявить такой изменяющийся параметр, который может служить критерием состояния и критерием отказа инструмента.

Ряд параметров характеризует начальное состояние инструмента. В процессе резания изменение любого из них, в конечном счете, отображается в росте интенсивности изнашивания или выкрашивания. Поэтому в качестве критерия состояния принимают какой-либо из размеров очага износа или выкрашивания. Предельное значение этих размеров, при которых начинается разрушение режущей части или нарушаются установленные технической документацией требования обработки, принимают в качестве критерия отказа.

При оптимальных условиях эксплуатации инструмента, имеющего оптимальные параметры начального состояния, доминирующим является отказ из-за изнашивания рабочих поверхностей. В этом случае в качестве критерия состояния должна быть выбрана такая мера очага износа, которая будет удовлетворять следующим требованиям:

а) однозначно во всех стадиях изнашивания вплоть до отказа отображать изменения в состоянии инструмента как по геометрии режущей части, так и по свойствам инструментального материала;

• монотонно возрастать в зоне нормального изнашивания;
• быть удобной для точных измерений;
• информативно отображаться параметрами процесса резания, принятыми в качестве диагностических признаков.

Контроль повреждений в инструменте для диагностирования его состояния, как указывалось выше, может производиться периодически или непрерывно. Периодический контроль связан с прямыми методами измерения геометрических параметров инструмента, с помощью которых могут быть определены: поломка, скалывание, износ режущего участка. Измерения могут осуществляться в рабочей зоне станка с прерыванием цикла обработки либо в специальной позиции инструментального магазина.

Однако предпочтение отдают, по причинам, указанным ранее, косвенным методам измерения, выполняемым в процессе резания.

В связи с этим вторым этапом методического подхода к разработке систем диагностирования является определение косвенных диагностических признаков состояния инструмента. При этом признаки выявляются экспериментально. Однако установленная взаимосвязь процессов в объектах, участвующих в резании, взаимосвязь параметров, характеризующих эти процессы, позволяют осознанно ограничивать рамки экспериментов.

При резании взаимодействие инструмента с обрабатываемым материалом вызывает два одновременно протекающих процесса: разрушение обрабатываемого материала и разрушение режущего инструмента. Результатом разрушения обрабатывания материала является образование стружки и поверхностного слоя детали, которые характеризуются указанными на рисунке параметрами состояния. Значения параметров определяются условиями резания.

Взаимосвязь параметров в процессе резания

Быстрый переход в разделы

• Особенности технологии обработки на станках с ЧПУ
• Режущий инструмент
• Вспомогательный инструмент
• Системы инструментальной оснастки
• Инструментальные наладки станков с ЧПУ
• Диагностика инструмента как элемента технологической системы
• Комплексное инструментальное обеспечение станков с ЧПУ
• Автоматизированное проэктирование инструментальной оснастки